חומרים חדשים לתעשייה הכימית: מאות דוברות מתחרות

בתהליך המעבר של תעשיית הנפט והכימיה של ארצי מייצור בקנה מידה גדול לייצור באיכות גבוהה, תוצאות חדשניות בתחום החומרים החדשים בעלי שיעורי חדירה נמוכים עם מפעלים מקומיים נמוכים צצו כמו פטריות, ושני חומרים חדשים משלהם, אלסטומרים של פוליאולפין (POE), סיבי פחמן וסיבי פחמן. מצבם של חומרים חדשים כמו פלסטיק מתכלה וחומרים חדשים אחרים הוא מרגש. בכנס חילופי עבודות מחקר מדעיות ועגינה השישי בין בתי ספר למפעלים ופדרציית תעשיית הנפט והכימיה של סין, שנערך בשנחאי ב-20 באפריל, לואו צ'ימינג, סגן מנהל מחלקת המדע, הטכנולוגיה והציוד של הפדרציה הפטרוכימית, סרק, מיין ומלאי.

חומרי גלם אורגניים מרכזיים עשו פריצות דרך

אדיפוניטריל הוא חומר גלם חשוב של ניילון 66, שקשה לייצר אותו טכנית. עד כה, שוק המוצר נשלט על ידי Invista. בשנים האחרונות, עם ההתפתחות המהירה של סיבים כימיים, פלסטיקה הנדסית ותחומים אחרים, תחום היישומים של ניילון 66 רחב יותר, מספר מפעלים מקומיים עשו פריצות דרך במחקר ופיתוח ובתיעוש של אדיפוניטריל, ופרויקטים של אדיפוניטריל החלו.

לואו צ'ימינג הציג כי ישנם שני מסלולים טכניים עיקריים במחקר ופיתוח מקומי של אדיפדיניטריל, כלומר שיטת חומצה אדיפדינית ושיטת בוטדיאן.

קבוצת צ'ונגצ'ינג הואפנג בונה מפעל אדיפדיניטריל במשקל 200,000 טון, המבוסס על מפעל אדיפדיניטריל במשקל 100,000 טון, שיושלם בשנת 2020, באמצעות תהליך חומצה אדיפדינית.

תהליך הבוטדיאן הוא גם הטכנולוגיה בה משתמשת Invista, ויש לה יתרונות של מסלול תהליך קצר, עלות חומרי גלם נמוכה ואיכות מוצר טובה. לאחר שנים של מחקר ופיתוח, חברת China Chemical Tianchen Qixiang New Materials Co., LTD., פתחה את כל שרשרת התעשייה והחלה בהצלחה באמצעות טכנולוגיית הידרוציאנידציה ישירה של בוטדיאן, בניית מכשיר אדיפוניטריל בנפח 200,000 טון/שנה.

לדברי הכתב, אילו חלקים מבניית פרויקט האדיפדיניטריל בשיטת בוטאדיאן בהספק של 50 טון/שנה יוזמנו גם הם בסוף השנה הנוכחית.

ביות של זני פוליאולפין יוקרתיים

"תהליך הפוליאתילן הנוזלי-גזי ותהליך הפוליפרופילן הצינורי, שיש להם זכויות קניין רוחני עצמאיות, יוצרו שניהם במדינתנו. מוצרי פוליאולפין יוקרתיים כמו POE ו-UHMWPE (פוליאתילן בעל מסה מולקולרית גבוהה במיוחד) לוחצים על 'כפתור ההאצה' לייצור", אמר לואו צ'ימינג כשדיבר על פיתוח זני פוליאולפין יוקרתיים.

POE הוא אחד החומרים בעלי הצפיפות הנמוכה ביותר בחומרים סינתטיים, והוא חומר ליבה מרכזי להכנת דור חדש של סרט פוטו-וולטאי. סינופק, שהחלה לחקור את טכנולוגיית התיעוש של POE לפני 20 שנה, קוצרת כעת את הפירות. הכתב נודע כי בתערוכת הגומי והפלסטיק הבינלאומית ה-35 של סין שהסתיימה זה עתה, סינופק השיקה סדרה של מוצרים חדשים, כולל אלסטומר POE, והפכה לספקית הפטנטים הטכנולוגית המקומית הראשונה עם סט שלם של זכויות קניין רוחני עצמאיות של POE.

במקביל, גם ל-Wanhua Chemical ואחרות יש את התנאים לתיעוש של POE. נתונים מראים כי נכון למרץ 2023, כושר הייצור המקומי המתוכנן להיבנות בסין הגיע ל-2.1 מיליון טון. בשנתיים-שלוש הקרובות, ארצי עומדת לבשר על פריחת ייצור של POE.

בזכות ביצועי המוצר המצוינים שלו, UHMWPE זכה לתשומת לב רבה יותר מצד חברות פטרוכימיה ואנרגיה בשנים האחרונות. על פי הכתב, מאז יולי 2022, דאקינג פטרוכימיה, ג'יאנגסו סטורבנג ומכון המחקר הכימי של שנגחאי נכנסו לתעשיית ה-UHMWPE בצורה של ייצור חדש או הרחבת אנרגיה. ביניהם, כיוון המוצר של דאקינג פטרוכימיה הוא בעיקר דיאפרגמה של סוללות ליתיום. כיוון המוצר של התקנה של 20,000 טון/שנה בג'יאנגסו סרבון מבוסס גם הוא בעיקר על דיאפרגמה וחומר סיבים של סוללות ליתיום. חומרי סיבים, חומר דיאפרגמה של סוללות ליתיום ושרף ספינינג נמס הם העיקריים.

רק במרץ האחרון, התקן UHMWPE של צינור טבעת סטאזיס במשקל 30,000 טון של מכון המחקר הכימי של שנגחאי הוכנס לייצור, מה שסימן את פריצות הדרך הגדולות של ארצי בתחום האומנות והטכנולוגיה המובילות בעולם. סיבים עתירי סיבים ודיאפרגמה של סוללות ליתיום מספקים שרף בסיסי.

טכנולוגיית חומרים מתכלים מובילה

יישום צו ההגבלות על פלסטיק מוסיף "אש" לפיתוח וייצור של חומרים מתכלים. לדברי לואו צ'ימינג, ארצי שלטה בחומצה פוליקולית (PGA), פולינקסיל-בונול (PBS), חומצה פוליפון-הקסיל-בונול (PBAT), פוליסטומין (PLA), פוליבורנט (PCL), פוליקרבונט (PPC), פוליקרוקסי אסטר חומצות שומן (PHA) וטכנולוגיות ייצור תעשייתיות אחרות, מכסה את הקטגוריה העיקרית של פלסטיק מתכלה, ובנה את זני הפלסטיק המתכלה בעולם. מערכת תעשייתית שלמה.

PLA הוא כיום החומר המתכלה ביותר למחקר ויישומים. טכנולוגיות מפתח עשו פריצות דרך בסין, ויכולות להתחרות באופן מלא במוצרים מיובאים. בנוסף, ישנם זנים חדשים רבים של שרף מתכלה בפעם הראשונה במדינתי, כגון PGA, פוליטיק בנזוניט דילט (PBST), וגומי פוליאסטר מתכלה הראשון במדינתי.

על פי כתבים, חברת שנגחאי דונג גנג הקימה טכנולוגיה עצמאית במסלול ה-PGA החוקי של פתחי אתיל אסטר, שיכולה להשיג PGA בדרגה רפואית; מרכז המחקר לחומרי גוף אלסטיים מתקדמים של אוניברסיטת בייג'ינג לטכנולוגיה כימית פורץ דרך בתחום הגומי הפולימרי הנפוץ בעל מסה מולקולרית יחסית גבוהה, תהליך הייצור הרציף פיתח מצע ביולוגי לפירוק חומרי גומי פוליאסטר והשלים את מבחן הפיילוט של אלפי טונות.

תהליך חדש של גומי סינתטי ממלא את החסר

שינוי פונקציונלי של גומי פוליסטירן בוטאדיאן מומס הוא נושא חם בתחום גומי פוליסטירן בוטאדיאן מומס, שיכול לשפר מאוד את תכונותיהם של מוצרי גומי, אך טרם הושקו מוצרים תעשייתיים בסין. במאי 2021, פטרוצ'יינה, אוניברסיטת טונגג'י ואוניברסיטת דאליאן לטכנולוגיה פיתחו במשותף טכנולוגיית סינתזה פונקציונלית של גומי פוליסטירן בוטאדיאן מומס, והשלימו את הסט הראשון של התקן גומי פוליסטירן בוטאדיאן מומס פונקציונלי בדושאנזי פטרוכימיה בסין. המוצר יושם בגומי צמיגים ירוק.

גומי ניאופרן הוא אחד החומרים האסטרטגיים החשובים בכלכלה הלאומית ובתעשיית הביטחון הלאומית. אך תהליך ייצור בוטאדיאן של גומי ניאופרן הוא מסובך, וטכנולוגיית הציוד המרכזית קשה. חברת Jinjiao Hi-tech (Shanghai) Co., LTD., פיצחה את "העצם הקשה" הזו, פיתחה תהליך חדש של גומי ניאופרן בוטאדיאן, והשלימה את ניסוי הפיילוט. "בהשוואה לתהליך הסידן קרביד המסורתי שלנו, התהליך יכול להשיג עליונות מקיפה הן בעלות הייצור והן באיכות המוצר", אמר לואו צ'ימינג.

נקודות השיא של פלסטיקה הנדסית וסיבים מיוחדים בולטות

סיבי פחמן, המכונים "מלך החומרים החדשים", הם חומר אסטרטגי חדש וחיוני לכלכלה הלאומית ולבניית הביטחון הלאומי. ארצי הפכה כעת למדינה השלישית בעלת טכנולוגיית סיבי פחמן בעלת ביצועים גבוהים, אחרי יפן וארצות הברית. "סיבי הפחמן ברמת T300 של ארצי הגיעו לרמה של מוצרים זרים דומים; סיבי פחמן ברמת T700 ו-T800 הגיעו לייצור תעשייתי; טכנולוגיות מפתח של סיבי פחמן ברמת T1000 ו-M55J עשו פריצות דרך בטכנולוגיות מפתח, והן החלו לייצר", אמר לואו צ'ימינג.

לסיב פוליטמיד בעל חוזק גבוה יש פוטנציאל יישום רחב בתחומים יוקרתיים כמו תעופה, חלל, אלקטרוניקה והגנה. אוניברסיטת בייג'ינג לטכנולוגיה כימית פיתחה טכנולוגיית ייצור של סיבים פוליטמיד בעלי חוזק גבוה, המשתמשת בטכנולוגיה זו כדי לבנות את קו הייצור הראשון של סיבים פוליטמיד בעלי חוזק גבוה בארץ ובחו"ל, וליצור סדרת מוצרים.

בנוסף, הפוליפורד האתרון קטון הפנולי שפותח על ידי אוניברסיטת דאליאן למדע וטכנולוגיה והאקדמיה הסינית למדעים של דאליאן כימיקלים הוא גם הראשון בעולם, וכל המכשירים התעשייתיים נבנו.

כימיקלים אלקטרוניים מתקדמים מהר יותר

העלייה המהירה של תעשיית האנרגיה החדשה הביאה כימיקלים אלקטרוניים להזדמנות פיתוח, והתחרות של מפעלים מקומיים רבים נכנסה להתקדמות מהירה לקידום טכנולוגיית כימיקלים אלקטרוניים.

בשנים האחרונות, קיבולת הפוספט בדרגה תעשייתית ובדרגת מזון של ארצי הייתה עודפת, אך החומרים המרכזיים לייצור שבבים, כגון פוספט אלקטרוני טהור במיוחד, הסתמכו לחלוטין על יבוא. לאחר יותר מ-10 שנים של מאמצים בלתי פוסקים, הפוספט האלקטרוני טהור במיוחד של קבוצת Xingfa הגיע לרמת טוהר של פוספט מ-"3.9" ל-"9.9".

חומצה הידרופלואורית בדרגה אלקטרונית משמשת בעיקר לניקוי וקורוזיה של מעגלים משולבים ושבבי מעגלים משולבים בקנה מידה גדול. אחת ממובילות הכימיקלים האלקטרוניים המקומיות הצטרפה רשמית למערכת הספקים המוסמכים של TSMC במאי 2022, והחלה לבחון את נושא אספקת אצווה של חומרים כימיים אלקטרוניים בעלי טהרה גבוהה, שהם בעיקר חומצות הידרופלואוריות בדרגת מוליכים למחצה.

בנוסף, כמה כימיקלים אלקטרוניים רטובים שפותחו ויוצרו על ידי סוז'ו ג'ינגרוי, כגון מי חמצן וחומצה גופרתית, גז האוהואה, חנקן טריפלואוריד של מכון סינושיפ 718, גז כלור טוהר גבוה ומימן כלורי של גז טאייה, גז מיוחד מבשר של ג'יאנגסו ז'אק, משטח ליטוש של הוביי דינגלונג וכימיקלים אלקטרוניים אחרים עמדו גם הם בדרישות של ייצור שבבים בתהליך מתקדם.

"פיתוח פוטורזיסט ארגון פלואוריד עבור שבבי תהליכים מתקדמים, שהוא האתגר הקשה ביותר, נותר אתגר." לואו צ'ימינג אמר שלמרות שיחידות ביתיות רבות, החל ממונומר שרף, פוטו-איניטיטור, ממס ועד פוטורזיסט, מתמודדות עם כל שרשרת התעשייה, נכון לעכשיו רק חלק מהמוצרים עוברים לבדיקות ארגוניות במורד הזרם.